声成像原理与技术  081002M05012H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:李平
授课时间: 星期二,第5、6、7 节
授课地点: 学园二114
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10
课程编号: 081002M05012H 课时: 30 学分: 2.00
课程属性: 专业普及课 主讲教师:李平 助教:吴文焘
英文名称: Acoustic Imaging Principle and Technique 召集人:

教学目的、要求

本课程全面系统介绍声成像的物理基础、基本原理、系统流程、关键技术和信号处理方法,为声成像技术的研究和应用特别是声成像仪器设备设计奠定基础。本课程适合所有对声成像(包括医学成像、无损检测成像和水下声成像)感兴趣的学生选修。

预修课程

数理方程、声学基础、数字信号处理、模拟电路、数字电路

教 材

主要内容

第一章 声成像概要
声成像的发展历史和现状,声成像的基本原理和特点,声成像的各种形式,典型声成像系统结构。
第二章 声成像的物理基础
流体和固体中的声波,声波的传播和衰减,声波的反射、折射和散射,媒质的声学特性。
第三章 声波的产生和接收
声—电转换,声换能器,换能器阵列。
第四章 声成像的目标和环境特性
医学成像的目标和环境特性(生物组织),无损检测的目标和环境特性(固体媒质),水声成像的目标和环境特性(水声目标和环境)。
第五章 波束控制
波束形成原理,波束聚焦,阵列加权(变迹),动态孔径,波束偏转和扫描,相控阵,合成孔径。
第六章 声成像其他常用信号处理技术
匹配滤波,包络检测,动态压缩,扫描变换,图像处理。
第七章 声成像系统的技术实现和工程应用
发射信号,发射机,收发隔离和转换,低噪声模拟前端,时间增益控制,高速AD转换,数字波束形成器。
第八章 声成像系统实例解析
医用B型超声诊断仪,相控阵无损检测探伤仪,水下成像声纳。

参考文献

1. Thomas L. Szabo,DIAGNOSTIC ULTRASOUND IMAGING: INSIDE OUT, Elsevier Academic Press,2004。
2. Lester W. Schmerr Jr.,Sung-Jin Song,Ultrasonic Nondestructive Evaluation Systems Models and Measurements,Springer Science+Business Media, LLC,2007。
3. 田坦,声纳技术,哈尔滨工程大学出版社,2010。
4. 何为,王平,罗晓华,数字超声成像原理和架构体系设计,科学出版社,2014。
5. (美)R.J.乌立克,水声原理,洪申译,哈尔滨船舶工程学院出版社,1990。
6. 杜功焕,朱哲民,龚秀芬,声学基础,南京大学出版社,2001。
7. 栾桂冬,张金铎,王仁乾,压电换能器和换能器阵,北京大学出版社,2005年。